永磁同步曳引机转子初始位置检测北大核心

提出一种电梯永磁同步曳引机转子初始位置检测方法。该方法在算法上改进了传统的脉动高频电压信号注入法,可以更快速、准确地检测出转子初始d轴位置。当向定子绕组中注入脉动高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ变化,因此可以从高频电流响应信号中提取转子位置θ信息,结合磁场饱和引起的电感变化判断磁极极性。这种方法不需要精确的电机参数和额外检测硬件。实验结果验证了这种方法有效可行,尤其是能够解决低速甚至零速下的转子位置检测。     

永磁同步曳引机转子初始位置检测

提出一种电梯永磁同步曳引机转子初始位置检测方法。该方法在算法上改进了传统的脉动高频电压信号注入法,可以更快速、准确地检测出转子初始d轴位置。当向定子绕组中注入脉动高频电压信号,由于定子电感随转子位置θ变化,因此可以从高频电流响应信号中提取转子位置θ信息,结合磁场饱和引起的电感变化判断磁极极性。这种方法不需要精确的电机参数和额外检测硬件。实验结果验证了这种方法有效可行,尤其是能够解决低速甚至零速下的转子位置检测。     

基于高频信号耦合注入的内置式永磁同步电机

内置式永磁同步电机(IPMSM)受转子凸极性的影响,绕组电感随转子磁极位置呈周期变化。考虑到上述特征,提出一种基于高频信号注入的IPMSM转子初始位置检测方法。将高频信号依次注入定子两相绕组,并提取定子绕组高频信号线电压,运算处理后获得没有考虑转子磁极极性的初始位置角。随后注入脉冲电压矢量进行转子极性判断,从而获得准确的初始位置角。理论分析和试验结果表明,该方法对电阻参数依赖较小,不受逆变器非线性和电流传感器检测精度的影响,能够准确检测转子初始位置角,满足IPMSM平稳起动的要求。     

混合励磁磁通切换永磁电机初始位置检测方法比较

为实现混合励磁磁通切换永磁电机转子初始位置检测,本文在电机d轴、q轴分别注入高频电压信号来估计转子位置。在电机d轴注入高频电压信号时,通过采集q轴电流来获得转子初始位置;在q轴注入高频电压信号时,通过采集励磁绕组电流来获得转子初始位置。通过比较两种初始位置检测方法,基于d轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,无法直接判断磁极极性,需要额外的方法判断磁极极性;而基于q轴高频电压信号注入的初始位置检测方法,利用电机励磁绕组和电枢绕组的互感识别转子初始位置,无需额外的磁极极性判断可直接估计出转子位置。最后,在一台12/10混合励磁磁通切换永磁电机的测试平台对两种初始位置检测方法进行了验证。     

一种基于线电感变化特征的永磁同步电机转子初始位置检测新方法

具有转子凸极结构的永磁同步电机中受转子凸极效应的影响,绕组的自感和互感随转子位置呈现近似正弦的周期变化,以此为基础,提出了一种基于线电感变化特征的永磁同步电机转子初始位置检测。首先,通过注入高频低压脉冲来进行线电感辨识,并深入分析了绕组电流对线电感辨识的影响,同时利用傅里叶级数分解得到线电感变化曲线;随后建立了角度-线电感关系的数学模型,并采用旋转坐标变换计算转子初始位置角,但是该方法无法判断转子磁极的极性,因此在初步辨识出转子位置角的基础上,向电机施加等宽电压脉冲,利用磁场饱和引起的响应电流幅值的变化来估计出转子的磁极极性;最后实验结果表明,该方法能够准确、有效地估计转子初始位置。     

一种改进的静止型永磁同步电机离线参数辨识方法

提出了一种改进的基于高频旋转电压注入的离线参数辨识方法,可以同时辨识永磁同步电机的定子电阻、电感与转子磁极初始位置并基本保持转子不动。该方法给定子注入高频旋转电压,产生的电流中含有结构凸极效应或者饱和凸极效应引起的转子磁极位置信息和直轴磁路非线性饱和引起的转子磁极极性信息。设计转子磁极位置信息提取方法与闭环调节结构,实现了转子磁极初次辨识角度跟踪;同时设计转子磁极极性信息提取方法,实现转子磁极极性判断。待闭环跟踪稳定后,通过提取感应共模信息与差模信息来测量定子电感,消除了直轴磁路非线性饱和对直轴电感检测的影响。最后,在转子磁极方向注入恒定电压,采用两点式伏安法测量定子电阻,消除了脉宽调制中死区与窄脉冲限制对定子电阻检测的影响。该方法实现了转子无转动离线辨识定子电阻、电感与转子磁极初始位置,并且在空载、满载和堵转情况下均适用。Matlab仿真与永磁同步电机实验验证了该方法的优越性能。     

内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统起动运行困难的问题,提出一种基于混合信号注入的内置式永磁同步电机改进转子磁极初始位置估计方法.采用注入高频旋转电压信号的方法检测磁极位置,设计一种通过PI跟踪观测器对所构建磁极位置误差信号进行控制的方案,当误差调节至零时将获得磁极位置初判值,降低了算法的复杂性.以磁极位置初判值为矢量角,往定子绕组注入2个方向相反的脉冲电压矢量,通过比较直轴电流大小可以简单、有效地判断出磁极极性,实现对位置初判值进行校正,从而获得转子初始位置估计值.应用所提出的估计方法对一台22kW内置式永磁同步电机进行实验,得到转子位置电角度平均估计误差为4.6°.     

永磁同步电机初始位置检测研究

提出了永磁同步电机(PMSM)在无位置传感器条件下的一种转子初始位置检测方法。PMSM转子静止时,向其定子绕组中注入高频电压,通过对高频响应电流进行解调、滤波等处理,再通过位置估计器,可得到转子位置;确定PMSM转子位置后,在PMSM的转子N极或S极注入高频电压。由于PMSM定子绕组电感饱和效应,获得的高频电流响应在正负半周幅值不同,因此可对转子极性进一步判断。最后,进行了理论分析和实验,通过实验验证了该方法的正确性。     

改进的永磁同步电梯曳引机参数辨识方法

提出了一种改进的永磁同步电梯曳引机离线参数辨识方法,可以依次辨识定子电阻、电感与转子磁极初始位置。基于高频旋转电压注入的定子电感辨识方法可以保持转子静止的同时辨识直轴和交轴电感;基于两步电流法的旋转型辨识方法可在空载情况下精确辨识转子磁极初始位置;基于高频正弦电压注入的静止型辨识方法可在带载情况下辨识出转子磁极初始位置。在表贴式永磁同步电梯曳引机上的辨识实验验证了该方法的可行性与可靠性。     

永磁同步电动机DTC的初始转子位置估计方法

高性能的永磁同步电动机直接转矩控制需要准确知道电机的初始转子位置,如果初始转子位置估计误差超过了30°电角度,会导致电机起动失败。在永磁同步电动机数学模型的基础上,利用注入高频信号的方法来实现对凸极式永磁同步电动机初始转子位置的准确估计。该方法通过向定子绕组注入高频电压信号,对产生的高频电流分量进行分析和处理,并加入电机的磁极检测,从而实现对永磁同步电动机转子初始位置的准确估计。仿真结果证明了该方法可以准确地估计出永磁同步电动机初始转子位置,具有较好的鲁棒性。     

无刷直流电机转子位置的电流注入估算新方法

介绍了凸极无刷直流电动机转子位置检测的电流注入法，该方法是在定子绕组中注入微弱的高频交流信号，通过对端电压的处理，计算出转子的位置。文中利用该方法对正常运转的电动机转子位置进行了仿真,验证了其有效性。     

无刷直流电动机转子位置估计的电流注入法

介绍了凸极无刷直流电动机转子位置检测的电流注入法.该方法是在定子绕组中注放微弱的高频交流信号,通过对端电压的处理,计算出转子的位置.文中利用该方法对启动和正常运转的电动机转子位置进行了仿真,验证了其有效性.     

基于脉振高频信号注入法的PMSM无传感器控制

针对机械位置传感器给永磁同步电动机(PMSM)调速系统带来成本高,可靠性低、不易维护等同题,采用了一种脉振高频电压信号注入法来实现永磁同步电机矢量控制系统的无传感器运行.该方法给电机定子绕组注入脉振高频电压信号.利用电机的凸极性,通过检测含有转子位置信息的定子电流响应来提取出转子位置信号,实现控制系统的无传感器运行.实验结果证明了采用脉振高频电压信号注入法实现永磁同步电机无传感器矢量控制的可行性和有效性.     

永磁同步电机转子初始位置的检测方法

针对永磁同步电机初始位置检测已有方法依赖电机参数,电流相位提取算法复杂,并在检测过程中会造成转子发生转动等问题,提出一种基于高频电压信号注入检测电机初始位置的方法.该方法通过对高频电压响应的电流进行解调、滤波和最小二乘拟合处理后,再计算出正弦化响应电流最大值时的相位,便得到获取转子初始位置信息,最后利用磁路饱和凸极效应,判定永磁体的极性.仿真及实验结果表明,该方法能准确检测出转子初始位置,不会使转子发生移动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单.位置检测的平均误差为3.33°,可满足永磁同步电机的平稳启动需求.     

零速和低速下永磁同步电机转子位置估测方法

基于转子凸极追踪的思想。在永磁同步电机定子绕组注入高频电压，对提取的电流进行坐标变换，获得转子位置信息。将该信息送入特别设计的转子位置估测器中，可以得到转子的精确位置。设计转子他置估测器的结构和算法，对其进行仿真研究，仿真结果证明了该方法的正确性。     

零速和低速下永磁同步电机转子位置估测方法

基于转子凸极追踪的思想,在永磁同步电机定子绕组注入高频电压,对提取的电流进行坐标变换,获得转子位置信息。将该信息送入特别设计的转子位置估测器中,可以得到转子的精确位置。设计转子位置估测器的结构和算法,对其进行仿真研究,仿真结果证明了该方法的正确性。     

Sensorless field-orientation control of an induction machine byhigh-frequency signal injection

This paper describes a new scheme to find the rotor flux angle from stator voltages and currents by injecting high-frequency signal. The signal is not a rotating one, but a fluctuating one at a synchronous rotating reference frame with the fundamental stator frequency. When the estimated rotor flux angle coincides with the actual angle, the proposed method makes virtually no ripple torque, no vibration and less audible noise caused by the injected signal. The difference of impedances between the flux axis and the quadrature axis at high-frequency signal injection on the rotor flux angle is explained by the equivalent circuit equation of the induction machine. The difference is verified by experiments on the test motors at various testing conditions. The sensorless field-orientation algorithm is proposed, and the experimental results clarify the satisfactory operation of the algorithm with 150% load torque at zero stator frequency     

卡尔曼滤波用于低速下PMSM检测转子位置

将卡尔曼滤波理论和高频信号注入法结合起来,利用高频信号注入法检测电机凸极效应跟踪转子位置,设计卡尔曼位置观测器,消除系统噪声和测量噪声的影响,来准确观测低速及零速情况下无位置传感器永磁同步电机的转子位置。通过仿真验证表明,在有系统噪声和测量噪声的情况下,基于卡尔曼位置观测器的脉动高频信号注入法能够有效去除干扰噪声,精确地跟踪转子位置。